面试题：Objective-C内存管理框架下深度剖析内存泄漏及优化策略

循环引用导致内存泄漏的底层原理

在ARC环境下，对象的引用计数由编译器自动管理。当一个对象的引用计数降为0时，ARC会自动释放该对象占用的内存。然而，当两个或多个对象相互强引用，形成循环时，它们的引用计数永远不会降为0，从而导致内存泄漏。

例如，假设有两个类ClassA和ClassB，ClassA中有一个ClassB类型的属性，ClassB中有一个ClassA类型的属性，并且两个属性都被声明为strong（强引用）：

@interface ClassA : NSObject
@property (nonatomic, strong) ClassB *classB;
@end

@interface ClassB : NSObject
@property (nonatomic, strong) ClassA *classA;
@end

当在代码中创建这两个类的实例并相互引用时：

ClassA *a = [[ClassA alloc] init];
ClassB *b = [[ClassB alloc] init];
a.classB = b;
b.classA = a;

此时，a和b相互强引用，它们的引用计数都至少为1。即使超出了它们的作用域，由于循环引用的存在，它们的引用计数不会降为0，内存无法释放。

优化策略及代码示例

使用weak或unowned弱引用
- 原理：weak和unowned修饰的属性不会增加对象的引用计数。weak引用的对象在被释放后，指向该对象的weak指针会自动被设置为nil；unowned引用的对象在被释放后，指向该对象的unowned指针不会被设置为nil，可能导致野指针，因此使用unowned时需确保对象生命周期的一致性。
- 示例：
  - 修改ClassA和ClassB的属性声明，将其中一个改为weak：

@interface ClassA : NSObject
@property (nonatomic, strong) ClassB *classB;
@end

@interface ClassB : NSObject
@property (nonatomic, weak) ClassA *classA;
@end

 - 使用代码：

ClassA *a = [[ClassA alloc] init];
ClassB *b = [[ClassB alloc] init];
a.classB = b;
b.classA = a;
// 当a和b超出作用域时，由于b对a是weak引用，不会形成循环引用，内存会被正常释放

利用block时使用__weak或__block
- 原理：在block中使用对象时，如果block被对象持有，而block又强引用对象，可能导致循环引用。使用__weak修饰对象，可以避免block对对象的强引用；__block在ARC下一般用于在block中修改外部变量，但使用不当也可能导致循环引用，不过合理使用可以打破循环。
- 示例：
  - 假设ClassA中有一个block属性，且block中使用了self：

@interface ClassA : NSObject
@property (nonatomic, copy) void (^block)(void);
@end

@implementation ClassA
- (void)setupBlock {
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    self.block = ^{
        typeof(weakSelf) strongSelf = weakSelf;
        if (strongSelf) {
            // 使用strongSelf进行操作，防止在block执行过程中self被释放
            NSLog(@"Do something with self: %@", strongSelf);
        }
    };
}
@end

在这个示例中，__weak typeof(self) weakSelf = self;创建了一个弱引用weakSelf，block中使用weakSelf避免了对self的强引用，从而打破了可能的循环引用。如果需要在block中确保self在执行期间不被释放，可以像示例中那样先将weakSelf提升为强引用strongSelf。

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面试题：Objective-C内存管理框架下深度剖析内存泄漏及优化策略

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面试题答案

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